Кольцевая щелевая антенна
Владельцы патента RU 2593422:
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)
Изобретение относится к антенной технике. Кольцевая щелевая антенна содержит коаксиально расположенные полые металлические внешний и внутренний цилиндры, проводящее кольцо, первый и второй коаксиальные соединители, первую и вторую точки питания, первый и второй проводящие штыри. Проводящее кольцо соединяет цилиндры и установлено со стороны открытого торца внутреннего цилиндра в полости, образованной между внешним и внутренним цилиндрами. Точки питания расположены на внутренней боковой поверхности внутреннего цилиндра. Вторая точка питания радиально смещена относительно первой точки питания на 90°. К первой точке питания подключен первый коаксиальный соединитель, центральный проводник которого удлинен в образованную полость и соединен с внешним цилиндром. Ко второй точке питания подключен второй коаксиальный соединитель. Проводящие штыри установлены в образованную полость и соединяют внешний и внутренний цилиндры соответственно. Точки соединения первого и второго штырей с цилиндрами расположены диаметрально противоположно первой и второй точкам питания соответственно. При этом антенна выполнена с возможностью разделения рабочих каналов по поляризации с развязкой между точками питания 20 дБ. Технический результат - обеспечение возможности одновременной работы в двух частотных диапазонах. 2 ил.
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве приемопередающих антенн различных радиотехнических систем, например, на подвижных объектах.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является кольцевая щелевая антенна (Г.Т. Марков, Д.М. Сазонов. Антенны. - М.: Энергия, 1975 г., стр. 352, рис. 10-6), содержащая коаксиально расположенные полые металлические внешний и внутренний закрытый с одного торца цилиндры, проводящее кольцо, соединяющее цилиндры и установленное со стороны открытого торца внутреннего цилиндра в полости, образованной между внешним и внутренним цилиндрами. Точка питания может быть расположена как на внутренней боковой поверхности внутреннего цилиндра, так и на внешней боковой поверхности внешнего цилиндра. К точке питания, расположенной на внутренней или внешней боковой поверхности одного из цилиндров, подключен коаксиальный соединитель, центральный проводник которого удлинен в образованную полость и соединен с другим цилиндром.
Недостатком известной антенны является невозможность одновременной работы антенны в двух частотных диапазонах, например на прием и передачу одновременно.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в возможности одновременной работы в двух частотных диапазонах.
Данный технический результат достигается тем, что в кольцевой щелевой антенне, содержащей коаксиально расположенные полые металлические внешний и внутренний закрытый с одного торца цилиндры, проводящее кольцо, соединяющее цилиндры и установленное со стороны открытого торца внутреннего цилиндра в полости, образованной между внешним и внутренним цилиндрами, первую точку питания, расположенную на внутренней или внешней боковой поверхности одного из цилиндров, к которой подключен первый коаксиальный соединитель, центральный проводник которого удлинен в образованную полость и соединен с другим цилиндром, новым является то, что дополнительно введены в образованную полость первый и второй проводящие штыри, соединяющие внешний и внутренний цилиндры соответственно, и вторая точка питания, расположенная на внутренней или внешней боковой поверхности одного из цилиндров и радиально смещенная относительно первой точки питания на 90°, при этом точки соединения первого и второго штырей с цилиндрами расположены диаметрально противоположно первой и второй точкам питания соответственно, к последней из которых подключен дополнительно введенный второй коаксиальный соединитель, центральный проводник которого удлинен в образованную полость и соединен с другим цилиндром.
Применение второй точки питания и ее радиального смещения относительно первой точки питания на 90°, а также установка в образованной полости между цилиндрами проводящих штырей, точки соединения с цилиндрами которых расположены диаметрально противоположно первой и второй точкам питания соответственно, позволяет разделить рабочие каналы по поляризации и обеспечить развязку между точками питания порядка 20 дБ, тем самым обеспечивается одновременная работа антенны в двух частотных диапазонах.
На фиг. 1 представлен вариант конструкции кольцевой щелевой антенны. На фиг. 2 представлен результат измерения коэффициента передачи между входами кольцевой щелевой антенны.
Кольцевая щелевая антенна (фиг. 1) содержит коаксиально расположенные полые металлические внешний 1 и внутренний 2 закрытый с одного торца цилиндры, проводящее кольцо 3, первую 4 и вторую 5 точки питания, первый 6 и второй 7 коаксиальные соединители, первый 8 и второй 9 проводящие штыри.
Проводящее кольцо 3 соединяет цилиндры 1 и 2 и установлено со стороны открытого торца внутреннего цилиндра 2 в полости, образованной между внешним 1 и внутренним 2 цилиндрами. Образованная полость образует излучающую кольцевую щель.
Первая 4 и вторая 5 точки питания расположены на внутренней боковой поверхности внутреннего цилиндра 2. Вторая точка 5 питания радиально смещена относительно первой точки 4 питания на 90°.
К первой точке 4 питания подключен первый коаксиальный соединитель 6, центральный проводник 10 которого удлинен в образованную полость и соединен с внешним цилиндром 1. Ко второй точке 5 питания подключен второй коаксиальный соединитель 7, центральный проводник 11 которого удлинен в образованную полость и соединен с внешним цилиндром 1.
Первый 8 и второй 9 проводящие штыри установлены в образованную полость и соединяют внешний 1 и внутренний 2 цилиндры соответственно.
Точки соединения первого 8 и второго 9 штырей с цилиндрами 1 и 2 расположены диаметрально противоположно первой 4 и второй 5 точкам питания соответственно.
К коаксиальным соединителям 6 и 7 подключены коаксиальные кабели питания (на фигуре не показано).
Кольцевая щелевая антенна работает следующим образом.
Сигналы разных частотных диапазонов по коаксиальным кабелям питания подаются на центральные проводники 10 и 11 коаксиальных соединителей 6 и 7 соответственно. Тем самым возбуждают волны Н11 типа в полости между внешним 1 и внутренним 2 цилиндрами и через кольцевую щель излучают в свободное пространство.
Таким образом, использование заявляемой кольцевой щелевой антенны позволяет излучать поля с ортогональными поляризациями в двух частотных диапазонах.
Результат измерения коэффициента передачи между входами кольцевой щелевой антенны (фиг. 2) показывает, что использование заявляемой кольцевой щелевой антенны позволяет обеспечить развязку между точками питания порядка 20 дБ.
Кольцевая щелевая антенна, содержащая коаксиально расположенные полые металлические внешний и внутренний закрытый с одного торца цилиндры, проводящее кольцо, соединяющее цилиндры и установленное со стороны открытого торца внутреннего цилиндра в полости, образованной между внешним и внутренним цилиндрами, первую точку питания, расположенную на внутренней или внешней боковой поверхности одного из цилиндров и к которой подключен первый коаксиальный соединитель, центральный проводник которого удлинен в образованную полость и соединен с другим цилиндром, отличающаяся тем, что дополнительно введены в образованную полость первый и второй проводящие штыри, соединяющие внешний и внутренний цилиндры соответственно, и вторая точка питания, расположенная на внутренней или внешней боковой поверхности одного из цилиндров и радиально смещенная относительно первой точки питания на 90°, при этом точки соединения первого и второго штырей с цилиндрами расположены диаметрально противоположно первой и второй точкам питания соответственно, к последней из которых подключен дополнительно введенный второй коаксиальный соединитель, центральный проводник которого удлинен в образованную полость и соединен с другим цилиндром.
